超高強度鋼因其具有高的比強度、良好的疲勞性能和工藝性能在航空產(chǎn)品中得到了廣泛應(yīng)用,如國產(chǎn)先進(jìn)戰(zhàn)機起落架大多采用了300M鋼進(jìn)行制造.為了提高 300M 鋼的抗腐蝕性能,采用了電鍍鎘鈦工藝進(jìn)行防護(hù).

飛機起落架

    由于使用環(huán)境惡劣,飛機服役過程中,部分 300M鋼零件鎘鈦鍍層難免出現(xiàn)不同程度的腐蝕.如國產(chǎn)某型三代機在進(jìn)行第一次大修時,300M 鋼起落架凹槽、凹坑等部位在去除表面漆層后發(fā)現(xiàn)大量腐蝕.這主要是因為凹陷區(qū)域在電鍍過程中容易聚集氣泡,鍍層較薄,從而成為薄弱點而發(fā)生腐蝕,這些腐蝕區(qū)域的鍍層則需要進(jìn)行修復(fù).

    電刷鍍技術(shù)屬于特種電鍍技術(shù),是電鍍技術(shù)的新發(fā)展.目前國內(nèi)外都已經(jīng)采用了電刷鍍工藝對零件部分區(qū)域進(jìn)行鍍層修復(fù)、補鍍,甚至用于裝備再制造中.在飛機起落架的修復(fù)中,電刷鍍工藝也發(fā)揮了重要的作用  ,其中低氫脆刷鍍鎘工藝是應(yīng)用最廣泛的工藝之一.

    劉佑厚等早在 20 世紀(jì) 90 年代就開展了低氫脆刷鍍鎘工藝的研究.顏華等研究了刷鍍鎘技術(shù)在飛機高強度鋼結(jié)構(gòu)件表面損傷修復(fù)中的應(yīng)用,實驗結(jié)果表明,該工藝操作簡單,質(zhì)量穩(wěn)定.劉鵬等在 A100 鋼表面進(jìn)行了刷鍍鎘工藝及性能研究,發(fā)現(xiàn)刷鍍鎘鍍層具有很高的耐蝕性能.

    2  起落架電刷鍍鎘修復(fù)工藝應(yīng)用

起落架修復(fù)

    北京航空材料研究院曹強等人選用兩種刷鍍鎘溶液在 300M 鋼表面制備了鎘鍍層,試驗結(jié)果顯示:分別采用 LHC 低氫脆刷鍍鎘溶液和 5070 刷鍍鎘溶液制備的兩種鍍層結(jié)晶細(xì)致均勻,鍍層完整,可完全覆蓋試樣,并且鍍層表面沒有出現(xiàn)起泡、剝落、麻點、燒焦等現(xiàn)象,但鍍層會出現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)允許的顏色差異.

    針對國產(chǎn)某新型三代機大修時目視檢查發(fā)現(xiàn),主起落架多個凹槽、凹坑部位表面均出現(xiàn)不同程度的腐蝕.該起落架材料為300M鋼,表面為電鍍鎘鈦層.現(xiàn)采用電刷鍍鎘工藝對該起落架腐蝕區(qū)域進(jìn)行電刷鍍修復(fù)工藝實踐,并對刷鍍層在實際應(yīng)用中的結(jié)合力、耐蝕性和氫脆性能進(jìn)行了評價,有利于確定合理的修復(fù)工藝.

    刷鍍鎘的工藝程序一般為:

    鍍前表面準(zhǔn)備→屏蔽→刷鍍→冷水洗→鈍化→冷水洗→干燥→鍍層質(zhì)量檢查,共 8 個步驟.針對上述起落架凹陷部位,具體修復(fù)工藝實施如下.

    1)鍍前表面準(zhǔn)備.對于待修部位產(chǎn)生的紅色腐蝕產(chǎn)物,首先采用吹砂的方式去除銹蝕,再用有機溶劑清洗的方法對其進(jìn)行前處理.吹砂采用120目的剛玉砂,吹砂時將周邊部位保護(hù)起來.有機溶劑清洗使用干凈的脫脂棉蘸取丙酮或無水乙醇,擦干凈待修表面,前處理之后的表面能保持水膜連續(xù)30 s以上.

    2)屏蔽.針對待修部位的凹坑區(qū)域,采取了先刷側(cè)鍍面、再刷鍍底面的方法進(jìn)行.因此首先將底面區(qū)域用膠帶保護(hù)起來,邊緣留出 3~5 mm 寬的過渡區(qū)(如圖 6 所示),以使刷鍍層與相鄰區(qū)域表面平滑過渡,同時防止膠帶邊緣沉積過快而引起毛刺.待側(cè)面刷鍍完畢后,用膠帶將其保護(hù)起來,再刷鍍底面,在此過程中,通過膠帶屏蔽避免過渡區(qū)域被重復(fù)刷鍍.

    3)刷鍍.對于待修復(fù)的區(qū)域,側(cè)面刷鍍時采用包纏脫脂棉的圓棒狀石墨陽極,用其柱面刷鍍凹坑側(cè)面,如圖7a所示.凹坑底部刷鍍采用包纏脫脂棉的圓餅狀石墨陽極,用其端面刷鍍凹坑底面,如圖7b所示,陽極的大小覆蓋1/2~1/3待鍍表面.進(jìn)行刷鍍時,采用環(huán)形刷鍍形式,避免直線往返運動.

    4)水洗、干燥.刷鍍完畢后,采用清潔的自來水清洗刷鍍區(qū)域,應(yīng)避免溶液流到鄰近區(qū)域.

    3  結(jié)論

    1)LHC低氫脆刷鍍鎘液和Sifco-5070刷鍍鎘液均可在300M鋼表面獲得外觀質(zhì)量良好的電刷鍍鎘層.電刷鍍鎘后的起落架修復(fù)區(qū)域如圖 8 箭頭所示.可見刷鍍鎘層結(jié)晶細(xì)致均勻,鍍層完整,完全覆蓋了腐蝕區(qū)域,并且鍍層表面未出現(xiàn)起泡、剝落、麻點、燒焦等現(xiàn)象,符合某型機起落架電刷鍍鎘修復(fù)要求.

    2)300M鋼電刷鍍鎘工藝質(zhì)量穩(wěn)定,厚度、結(jié)合力均符合技術(shù)要求,中性鹽霧 500 h 無紅銹,氫脆性能通過200 h持久拉伸測試.

    3)采用電刷鍍工藝修復(fù)的某型機起落架鎘鈦鍍層的腐蝕區(qū)域,滿足飛機修理技術(shù)文件規(guī)定的質(zhì)量要求.

責(zé)任編輯：周婭

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